Vaya: inductor blindado muy cerca de un cristal. ¿Problema?

Tengo un diseño que funcionó muy bien en las dos tablas que ensamblé a mano, pero más de la mitad de las tablas del taller de ensamblaje local son malas.

He rastreado el modo de falla más común hasta un reloj de referencia inestable desde mi procesador hasta el PHY de Ethernet. Supongo que el PLL no se bloquea correctamente en algunos casos.

Casi lo único que he encontrado (y posiblemente sea algo importante) es que, en un esfuerzo por aplastar el área, de alguna manera terminé con el cristal de 24MHz para el reloj del sistema (que se alimenta a un PLL para el reloj de referencia de Ethernet ) -muy- cerca del inductor blindado del convertidor CC / CC. El inductor blindado está a 45 grados de orientación al cristal, ¡pero una esquina está a 20 mils del lado del cristal! Ups

Ahora he sido capaz de mover este cristal a unas 160 millas de distancia, lo que es lo mejor que puedo hacer sin algún trabajo serio. He visto un ejemplo de diseño en las notas de diseño del procesador que parecen mostrar el cristal a unos 100 milésimas de distancia del inductor (DC / DC está integrado en este paquete de procesador), así que creo que está bien. El panel de evaluación los tiene a una distancia de aproximadamente 250 mils, pero no parece que esa distancia haya sido un factor significativo en ese diseño (aunque podría haber sido). Simplemente parece un lugar conveniente para ambos componentes.

Mi gran preocupación en este momento es ... ¿solucioné el problema? ¿Qué tan probable es que un cristal de 20 mils de un inductor blindado pueda causar problemas? Lo extraño es que tengo 6 tableros que hasta ahora se han comportado perfectamente, y alrededor de 5 que tienen este problema PLL de reloj de referencia. No estoy seguro de por qué no se trata de todos los tableros, a menos que sea solo cómo se suman las tolerancias individuales.

Podría tener mayores problemas de integridad de la señal aquí ... pero luego, partes mucho más exigentes del diseño del procesador (memoria DDR2) parecen estar funcionando bien. Ningún tablero muestra ningún indicio de problemas allí ni en ningún otro lado.

La causa más probable de mis problemas ha sido el taller de montaje local. Tengo un nivel de confianza muy bajo en los tableros que obtuve de ellos. He encontrado una gran cantidad de errores. Una placa ha estado funcionando desde que reemplacé el cristal ... No vi ninguna oscilación en el osciloscopio, pero al microscopio definitivamente parecía tener conectividad. Sin embargo, reemplazar cristales no ayudó a ninguna de las otras tablas.

Solo desearía tener un problema concreto y fijo para esta próxima revisión de la junta en lugar de un montón de "Probablemente funcionará ahora" ...

Aquí hay una imagen del antes y el después (el cristal es ligeramente más grande en Y que su huella):

Supongo que el inductor probablemente no sea un factor importante que contribuya a las fallas. Digo esto porque es un inductor, y como tal produce un campo magnético. El cuarzo en el cristal no es particularmente magnético. En segundo lugar, observa que el inductor está protegido, por lo que el campo de fuga externa debe ser pequeño. Aún así, la salida de cristal tiene una impedancia bastante alta y la inducción podría agregarle un pequeño voltaje en serie. Esto debería ser pequeño y no ser un gran problema si el cristal se conduce correctamente con las tapas de carga correctas.

Yo miraría de cerca el circuito de cristal. Parece que está utilizando una configuración de nivel de unidad demasiado baja o que los límites de carga no son correctos. ¿Qué dice la hoja de datos que debe ser la capacidad de carga del cristal? ¿Qué tamaño de gorra tienes en cada lado? El chip que maneja el cristal puede tener diferentes configuraciones de nivel de manejo si está diseñado para funcionar con una amplia gama de cristales. A 24 MHz, es casi seguro que debería usar la opción de nivel de unidad más alta.

Mire el pin de salida del controlador de cristal (entrada al cristal) con una sonda de alta impedancia. Esa debería ser una buena señal fuerte. Podría ser una especie de onda cuadrada con esquinas redondeadas o casi una onda sinusoidal. Debe ser de unos pocos voltios pp, generalmente la mitad del voltaje de suministro o más. Verifique la frecuencia cuidadosamente para asegurarse de que no esté funcionando en un armónico. Si es así, es una indicación de que uno o ambos límites de carga no están conectados o son demasiado bajos. Luego mira la salida de cristal. Esa debería ser una buena onda sinusoidal de 24 MHz, al menos un Volt pp, preferiblemente un poco más. ¿Funciona de repente la unidad correctamente cuando coloca la sonda de alcance en un cable de cristal? Si es así, nuevamente faltan los límites de carga, son malos o incorrectos.